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摘 要:本文结合实例,介绍编制原始物理问题的两条途径:一是将抽象问题还原为原始物理问题;二是自编原始物理问题。就原始物理问题的编制谈几点思考:①基于可靠的科学原理;②基于真实的物理现象;③基于创新思维的培养;④基于中考命题的趋势。
关键词:原始物理问题;抽象问题;还原;自编;思考
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2017)8-0058-3
在初中物理教学中,大多数习题都是经过人为加工后的抽象问题,其主要功能是培养学生的推理和演算能力,而此类问题在激发学生求知欲和创新思维等方面,暴露出教学功能的缺失。为此,如果在习题中设置一定比例的原始物理问题,将有效弥补抽象问题的诸多缺陷,从而整体提升习题教学的效果。所谓原始物理问题(以下称为原始问题),是指社会生活、生产及自然界中客观存在且未被加工的物理问题。[1]显而易见,原始问题揭示了问题的来源,突出了问题的本质,积极推广和使用原始问题,对于习题教学具有重要的现实意义。
1 原始问题的编制
1.1 将抽象问题还原为原始问题
例1:比较液体压强的大小
抽象问题:(2014年常州市中考题)如图1所示,两容器中分别装有相同高度的水和盐水(ρ■<
ρ■),A、B、C点液体的压强分别为p■、p■、p■,它们的大小关系是( )
A.pApB>pC
C.pA 原始问题:潜水是一项有益身心的运动。如图2所示是潜水员潜水时的情景,当该潜水员从水面逐渐潜至水底时,请分析他受水压大小的变化及其原因?如果该潜水员在海水中潜水,请你分析他受到的水压与在水中潜水时有什么不同并说明理由?
通过分析以上案例,概括将抽象问题还原为原始问题的具体环节与方法。
(1)追溯:挖掘抽象问题所考查的物理知识和规律。本例中,抽象问题考查的是液体压强的大小与液体深度、密度的定性关系,以此作为编制任务的起点,先明确目标,然后通过逆向改编对抽象问题进行还原。
(2)匹配:结合实际物理现象将抽象问题情景化。抽象问题中采用了容器、盐水、液体压强这些令人乏味的术语,应予以剔除。而在原始问题中,将潜水员潜水作为素材,通过生动形象的方式呈现给学生,以“亲近感”激发学生的求知欲,便于学生将知识迁移到实际问题中,从而创设了有利于学习者建构意义的情景。[2]
(3)拓展:通过转变提问方式启发学生思维。在抽象问题中,虽然设计的提问目的明确、答案严谨,但并不能完整反映学生的思维过程。在原始问题中,以客观判断、分析原因作为提问的要点,充分给予学生发表见解的权利,既能锻炼学生的文字表达能力,又能促进学生的思维发展。
当然,不是所有的抽象问题都可以被还原为原始问题。一般情况下,我们选择以物理现象为背景的抽象问题作为还原的对象,只需对其“取意改形”,让编制过程简易化,这将有助于原始问题在习题教学中的普及。通过对比该案例中抽象问题与原始问题的教学效果,我们发现,学生在研究原始问题时各方面的表现都更为积极。正因为原始问题有其独特的教学价值,所以笔者尝试依据物理现象自编原始问题。
1.2 自编原始问题
例2:近几年,无人机在社会的各个领域发挥了重要作用,无人机航拍也逐渐进入普通家庭。如图3所示,一架无人机正逐渐向高处飞行,请你分析屏幕上图像的大小变化及其原因?另据报道,2016年9月某校运动场内,一架航拍运动会的无人机突然跌落导致两名家长受伤,请你根据该报道提出一个与物理知识有关的问题?
例3:图4所示是自然界中的“月晕”现象。俗话说“月晕而风”,指的是大风来临前,高空中气温迅速下降,导致水蒸气变成小水滴,这些小水滴相当于许多三棱镜,月光通过这些“三棱镜”后形成了“月晕”。根据以上内容,请你分析在“月晕”形成过程中涉及了哪些物理知识?
通过分析以上两例,概括自编原始问题的具体环节与方法。
(1)选材:选取真实的物理现象作为编制原始问题的素材。以上两例均以生活和自然界中的真实事物作为素材,不仅契合了初中生对新鲜事物的好奇心理,而且有助于素材与物理知识、规律的有机结合,从而起到承前启后的重要作用。当然,从物理现象中选取的素材大多数是零碎的、片面的,所以還需对选取的素材作进一步的处理。
(2)融合:将碎片化的素材与物理知识、规律有效整合。用恰当的文字描述让习题变得完整,富有逻辑性,呈现出清晰的问题情景。在以上两例中,笔者将与凸透镜成像规律、物态变化、光现象等相关的物理术语全部剔除,通过设置合理的问题情景,巧妙地将物理知识、规律“隐藏”在情景中。实践证明,情景化的素材、开放性的提问不仅能够启发学生思维,帮助学生主动构建物理模型,而且能够培养学生关注生活、关注社会、关注大自然的积极意识。
(3)验证:通过实际检测的反馈情况证明其实用性。自编的原始问题往往会存在这样或那样的疏漏,因此在大范围使用前,必须进行小范围的实际检验。检验者应该既有学生又有教师,需要检查在编制的习题中是否存在被忽视的问题,如是否存在科学性错误,文字表述是否规范,难易程度是否恰当等。通过不断地修改和完善,独具特色的原始问题就能闪亮登场了。
2 编制原始问题的几点思考
2.1 基于可靠的科学原理
物理学作为一门自然科学,应具备科学性。原始问题所涉及的全部内容必须是真实可信的,必须以科学原理作为依据。例如,2008年黄冈市中考卷中的“沙丘移动问题”,命题者认为“当水平方向的风不断吹过沙丘时,沙丘会慢慢向风吹来的方向移动”,但经过实验证明其结论是错误的,此试题的命制只是命题者根据知识点的推演,闭门造车想出来的。[3]所以,在编制的原始问题中绝对不能出现科学性缺陷,不能背离实际而主观臆造。 2.2 基于真实的物理现象
杨振宁教授曾说过:“物理学最重要的部分是与现象有关的。绝大部分物理学是从现象中来的,现象是物理学的根源。”[4]因此,社会生活、生产及自然界中客观存在的物理现象是编制原始问题的立足点。例如:2016年9月15日,搭载天宫二号空间实验室的长征二号运载火箭成功发射(如图5);2016年12月俄罗斯圣彼得堡上空出现“三个太阳”;水管在冬季容易裂开;家里烧水时水升温太慢等都可以用来作为编制原始问题的素材。
2.3 基于创新思维的培养
原始问题应尽可能采用开放性的提问,这将有益于培养学生的创新思维。我们注意到,有的抽象问题通过“整容”后冒充为原始问题。例如,2015年无锡市中考第15题“如图6所示为世界上最大的太阳能飞机‘阳光动力2号’。飞机机翼表面呈明显的弧状结构,可使飞机在运动过程中机翼上表面的空气流速大,压强___,从而形成升力……”命题者通过“机翼上表面的空气流速大,压强___”这段文字描述,已经提前为学生设置了明确的条件,毋庸置疑,其本质仍是抽象问题,这是在“穿新鞋、走老路”。如果把该题的后半部分还原为“……弧状结构,请你画出该弧状结构的示意图,并说明该结构起到的作用及其原理?”如此设问,能给予学生充分的思考空间,对培养学生的创新思维将大有益处。
2.4 基于中考命题的趋势
通过分析近几年的中考物理试题,笔者发现,贴近生活的原始问题越来越受到命题组的青睐。例如:2014年至2016年苏州市中考依次出现过关于“太空授课”“玩具吹镖”“电子窗帘”的问题,此类试题通过呈现给学生真实、生动的情景,体现了命题者着眼点于学生的思维发展,而不局限于知识传承的创新理念,这为我们的习题教学指明了方向。当然,重视原始问题,不仅仅是为了契合中考命题改革的趋势,更应该是提升学生思维品质的一条重要途径。
总之,原始问题在培养学生学习兴趣、思维能力等方面显现出了极大的优势,将它作为习题教学的突破口,既能满足新课程的实践需求,又有助于提升教师的专业素养。其实,编制原始问题是习题教学在本质上的回归,也是物理教学在某一层面上的溯本清源。
参考文献:
[1]邢红军,陈清梅.论原始物理问题的教育价值及其启示[J].课程·教材·教法,2005(01):56-61.
[2]刘毅.浅谈情景性学习及其课堂实施策略[J].物理教师,2009,30(09):4-5,7.
[3]赖建斌.中考又见“迷糊”題 试题命制几误区[J].中学物理教学参考,2011,40(12):52-53.
[4]杨振宁.读书教学再十年[M].台北:时报文化出版企业有限公司,1995.
(栏目编辑 王柏庐)
关键词:原始物理问题;抽象问题;还原;自编;思考
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2017)8-0058-3
在初中物理教学中,大多数习题都是经过人为加工后的抽象问题,其主要功能是培养学生的推理和演算能力,而此类问题在激发学生求知欲和创新思维等方面,暴露出教学功能的缺失。为此,如果在习题中设置一定比例的原始物理问题,将有效弥补抽象问题的诸多缺陷,从而整体提升习题教学的效果。所谓原始物理问题(以下称为原始问题),是指社会生活、生产及自然界中客观存在且未被加工的物理问题。[1]显而易见,原始问题揭示了问题的来源,突出了问题的本质,积极推广和使用原始问题,对于习题教学具有重要的现实意义。
1 原始问题的编制
1.1 将抽象问题还原为原始问题
例1:比较液体压强的大小
抽象问题:(2014年常州市中考题)如图1所示,两容器中分别装有相同高度的水和盐水(ρ■<
ρ■),A、B、C点液体的压强分别为p■、p■、p■,它们的大小关系是( )
A.pA
C.pA
通过分析以上案例,概括将抽象问题还原为原始问题的具体环节与方法。
(1)追溯:挖掘抽象问题所考查的物理知识和规律。本例中,抽象问题考查的是液体压强的大小与液体深度、密度的定性关系,以此作为编制任务的起点,先明确目标,然后通过逆向改编对抽象问题进行还原。
(2)匹配:结合实际物理现象将抽象问题情景化。抽象问题中采用了容器、盐水、液体压强这些令人乏味的术语,应予以剔除。而在原始问题中,将潜水员潜水作为素材,通过生动形象的方式呈现给学生,以“亲近感”激发学生的求知欲,便于学生将知识迁移到实际问题中,从而创设了有利于学习者建构意义的情景。[2]
(3)拓展:通过转变提问方式启发学生思维。在抽象问题中,虽然设计的提问目的明确、答案严谨,但并不能完整反映学生的思维过程。在原始问题中,以客观判断、分析原因作为提问的要点,充分给予学生发表见解的权利,既能锻炼学生的文字表达能力,又能促进学生的思维发展。
当然,不是所有的抽象问题都可以被还原为原始问题。一般情况下,我们选择以物理现象为背景的抽象问题作为还原的对象,只需对其“取意改形”,让编制过程简易化,这将有助于原始问题在习题教学中的普及。通过对比该案例中抽象问题与原始问题的教学效果,我们发现,学生在研究原始问题时各方面的表现都更为积极。正因为原始问题有其独特的教学价值,所以笔者尝试依据物理现象自编原始问题。
1.2 自编原始问题
例2:近几年,无人机在社会的各个领域发挥了重要作用,无人机航拍也逐渐进入普通家庭。如图3所示,一架无人机正逐渐向高处飞行,请你分析屏幕上图像的大小变化及其原因?另据报道,2016年9月某校运动场内,一架航拍运动会的无人机突然跌落导致两名家长受伤,请你根据该报道提出一个与物理知识有关的问题?
例3:图4所示是自然界中的“月晕”现象。俗话说“月晕而风”,指的是大风来临前,高空中气温迅速下降,导致水蒸气变成小水滴,这些小水滴相当于许多三棱镜,月光通过这些“三棱镜”后形成了“月晕”。根据以上内容,请你分析在“月晕”形成过程中涉及了哪些物理知识?
通过分析以上两例,概括自编原始问题的具体环节与方法。
(1)选材:选取真实的物理现象作为编制原始问题的素材。以上两例均以生活和自然界中的真实事物作为素材,不仅契合了初中生对新鲜事物的好奇心理,而且有助于素材与物理知识、规律的有机结合,从而起到承前启后的重要作用。当然,从物理现象中选取的素材大多数是零碎的、片面的,所以還需对选取的素材作进一步的处理。
(2)融合:将碎片化的素材与物理知识、规律有效整合。用恰当的文字描述让习题变得完整,富有逻辑性,呈现出清晰的问题情景。在以上两例中,笔者将与凸透镜成像规律、物态变化、光现象等相关的物理术语全部剔除,通过设置合理的问题情景,巧妙地将物理知识、规律“隐藏”在情景中。实践证明,情景化的素材、开放性的提问不仅能够启发学生思维,帮助学生主动构建物理模型,而且能够培养学生关注生活、关注社会、关注大自然的积极意识。
(3)验证:通过实际检测的反馈情况证明其实用性。自编的原始问题往往会存在这样或那样的疏漏,因此在大范围使用前,必须进行小范围的实际检验。检验者应该既有学生又有教师,需要检查在编制的习题中是否存在被忽视的问题,如是否存在科学性错误,文字表述是否规范,难易程度是否恰当等。通过不断地修改和完善,独具特色的原始问题就能闪亮登场了。
2 编制原始问题的几点思考
2.1 基于可靠的科学原理
物理学作为一门自然科学,应具备科学性。原始问题所涉及的全部内容必须是真实可信的,必须以科学原理作为依据。例如,2008年黄冈市中考卷中的“沙丘移动问题”,命题者认为“当水平方向的风不断吹过沙丘时,沙丘会慢慢向风吹来的方向移动”,但经过实验证明其结论是错误的,此试题的命制只是命题者根据知识点的推演,闭门造车想出来的。[3]所以,在编制的原始问题中绝对不能出现科学性缺陷,不能背离实际而主观臆造。 2.2 基于真实的物理现象
杨振宁教授曾说过:“物理学最重要的部分是与现象有关的。绝大部分物理学是从现象中来的,现象是物理学的根源。”[4]因此,社会生活、生产及自然界中客观存在的物理现象是编制原始问题的立足点。例如:2016年9月15日,搭载天宫二号空间实验室的长征二号运载火箭成功发射(如图5);2016年12月俄罗斯圣彼得堡上空出现“三个太阳”;水管在冬季容易裂开;家里烧水时水升温太慢等都可以用来作为编制原始问题的素材。
2.3 基于创新思维的培养
原始问题应尽可能采用开放性的提问,这将有益于培养学生的创新思维。我们注意到,有的抽象问题通过“整容”后冒充为原始问题。例如,2015年无锡市中考第15题“如图6所示为世界上最大的太阳能飞机‘阳光动力2号’。飞机机翼表面呈明显的弧状结构,可使飞机在运动过程中机翼上表面的空气流速大,压强___,从而形成升力……”命题者通过“机翼上表面的空气流速大,压强___”这段文字描述,已经提前为学生设置了明确的条件,毋庸置疑,其本质仍是抽象问题,这是在“穿新鞋、走老路”。如果把该题的后半部分还原为“……弧状结构,请你画出该弧状结构的示意图,并说明该结构起到的作用及其原理?”如此设问,能给予学生充分的思考空间,对培养学生的创新思维将大有益处。
2.4 基于中考命题的趋势
通过分析近几年的中考物理试题,笔者发现,贴近生活的原始问题越来越受到命题组的青睐。例如:2014年至2016年苏州市中考依次出现过关于“太空授课”“玩具吹镖”“电子窗帘”的问题,此类试题通过呈现给学生真实、生动的情景,体现了命题者着眼点于学生的思维发展,而不局限于知识传承的创新理念,这为我们的习题教学指明了方向。当然,重视原始问题,不仅仅是为了契合中考命题改革的趋势,更应该是提升学生思维品质的一条重要途径。
总之,原始问题在培养学生学习兴趣、思维能力等方面显现出了极大的优势,将它作为习题教学的突破口,既能满足新课程的实践需求,又有助于提升教师的专业素养。其实,编制原始问题是习题教学在本质上的回归,也是物理教学在某一层面上的溯本清源。
参考文献:
[1]邢红军,陈清梅.论原始物理问题的教育价值及其启示[J].课程·教材·教法,2005(01):56-61.
[2]刘毅.浅谈情景性学习及其课堂实施策略[J].物理教师,2009,30(09):4-5,7.
[3]赖建斌.中考又见“迷糊”題 试题命制几误区[J].中学物理教学参考,2011,40(12):52-53.
[4]杨振宁.读书教学再十年[M].台北:时报文化出版企业有限公司,1995.
(栏目编辑 王柏庐)